Resumen
El ejercicio es una herramienta poderosa para la prevención de enfermedades y la rehabilitación. Los dispositivos y aplicaciones de realidad virtual (VR) disponible comercialmente ofrecen una plataforma inmersiva para gamificar el ejercicio y potencialmente mejorar los beneficios fisiológicos y psicológicos. Sin embargo, ningún trabajo ha comparado el ejercicio inmersivo con los equivalentes de pantalla 2D estrechamente combinados con los mismos estímulos visuales y auditivos. Este estudio tiene como objetivo comparar los efectos agudos de una sesión de ejercicio utilizando un entrenamiento comercial de realidad virtual inmersivo con los mismos estímulos y entrenamientos presentados en una pantalla. 17 participantes sanos (masculino = 7, mujer = 10; 24.18 ± 4.56 años), completaron una sesión de ejercicio de boxeo VR guiado de 12 minutos en FITXR ™ y un equivalente basado en la pantalla. Las respuestas fisiológicas se registraron continuamente utilizando un monitor de frecuencia cardíaca y un sistema de carritos telemétricos. Las respuestas psicológicas y perceptivas se midieron utilizando sus clasificaciones de esfuerzo percibido, la escala de disfrute de la actividad física y la actividad física afecta la escala. En el inmersivo, los participantes de la realidad virtual optaron por realizar un ejercicio más intenso (%VO2Max; pag = 0.044), mostraron niveles más altos de todas las subescalas de disfrute (pag<0.05) e informó un mayor afecto positivo (pag = 0.003) y un menor afecto negativo (pag = 0.045) Después del ejercicio en comparación con el equivalente basado en la pantalla. Sin embargo, el diseño aquí no pudo determinar qué elementos de la realidad virtual inmersiva contribuyeron a los efectos positivos. La realidad virtual inmersiva puede ofrecer una alternativa más eficiente a otras formas de entrenamientos basados en pantalla y exergaming y podría ofrecerse como una puerta de entrada al ejercicio.
Introducción
Los efectos positivos del ejercicio y la actividad física en la salud están bien documentados (1–3). La mayoría de los gobiernos internacionales recomiendan que los adultos realicen al menos 150 minutos de intensidad moderada o 75 minutos de actividad aeróbica de intensidad vigorosa por semana, con actividades de fortalecimiento muscular de intensidad moderada realizadas dos días por semana (2, 4). A pesar de los beneficios conocidos, más de un tercio de la población permanece físicamente inactivo en Inglaterra y casi la mitad en los Estados Unidos (5, 6). Existe una necesidad significativa de desarrollar estrategias para apoyar a las personas para participar con el ejercicio y la actividad física y los desarrollos tecnológicos tienen el potencial de apoyar esta necesidad. Al probar nuevos desarrollos tecnológicos, es importante incluir comparaciones claras con las opciones existentes para establecer si ofrecen un beneficio adicional.
Las tasas de deserción para participar en nuevos programas de ejercicio se han informado hasta el 58% (7), con un 50% de desgaste a los programas de ejercicio dentro de 3 a 6 meses (8). La falta de tiempo, la motivación, las instalaciones, el apoyo social y otros factores individuales, como la ansiedad y el dolor, se encuentran entre las barreras percibidas para el ejercicio comúnmente (7, 9–11). Es probable que también la educación deficiente, la autoeficacia del ejercicio y las experiencias adversas previas al ejercicio formal disminuyan el disfrute y la participación (12–15). Los investigadores han investigado una miríada de intervenciones para mejorar el compromiso con el ejercicio y la actividad física (16, 17). Una solución prometedora son los exergames. Estos son juegos digitales, originalmente jugados en pantallas 2D, que requieren actividad física para jugar y operar experiencias de juego activas (18) y han demostrado ser prometedor para apoyar el ejercicio en poblaciones clínicas como aquellas con síntomas de accidente cerebrovascular crónico (19).
Los exergames han estado disponibles desde la década de 1980 (20), sin embargo, los avances tecnológicos en la última década han permitido una mayor fidelidad y mejores interfaces durante los juegos, incluido el traslado de pantallas 2D a la realidad virtual inmersiva (VR). VR implica un entorno generado por computadora que tiene como objetivo inducir una sensación de estar presente mental o físicamente en otro lugar (21, 22). Esto ocurre en un espectro dependiendo de cómo se muestre la información visual y el nivel de interacción disponible (23). Podría ser bidimensional, como correr con un entorno basado en la pantalla que se muestra en una cinta de correr, o tridimensional, como hacer ejercicio en un entorno presentado en una pantalla montada en la cabeza (24). Las imágenes tridimensionales proporcionan profundidad y pueden percibirse como más inmersivas que las imágenes planas bidimensionales que pueden ofrecer experiencias semi-inmersivas en contraste. Con las formas más inmersivas de VR, el usuario puede interactuar físicamente con las simulaciones, donde la información se pasa del usuario al entorno digital utilizando el movimiento del usuario, el entorno puede ser manipulado, como golpear una pelota y verla volar (25). El elemento de la interacción ambiental influye significativamente en las percepciones de inmersión y esfuerzo (26, 27) y respuestas emocionales al ejercicio (28). Inmersive VR ofrece una oportunidad para el ejercicio gamificado que podría apoyar la retención en programas de ejercicio más allá de lo que se puede lograr actualmente en los exergamentos utilizando pantallas 2D. Mientras que las barreras permanecen en la percepción del costo (29) Y el potencial de respuestas adversas como mareos, los auriculares VR independientes como el utilizado en este estudio están disponibles a un costo menor que los consols de juegos tradicionales y tienen potencial para mejorar los efectos. Se requiere investigación para evaluar la eficacia de estas opciones más inmersivas con comparaciones directas con tecnologías más establecidas.
Los esfuerzos para aplicar nuevas tecnologías para aumentar la participación sostenida del ejercicio pueden utilizar el modelo COM-B de cambio de comportamiento. Este modelo sugiere que el comportamiento (b) depende de tres componentes: capacidad (c), oportunidad (o) y motivación (m) (30–32). La VR puede dirigirse a todos los elementos del modelo COM-B. Por ejemplo, las capacidades de las personas para hacer ejercicio se pueden mejorar utilizando la realidad virtual. Esto se debe a que, ya sea por distracción (33, 34) o manipulación deliberada (27, 35), los participantes jóvenes y saludables pueden hacer ejercicio con un esfuerzo percibido más bajo para las mismas cargas de trabajo o elegir hacer ejercicio para mayores duraciones o en intensidades más altas cuando se usa VR (27, 34, 36, 37). También se ha demostrado que la motivación para el ejercicio aumenta con el uso de exergames (18) y comparado con los exergames no VR, los usuarios de realidad virtual informan que las sesiones son más agradables (26, 38). Por ejemplo, Bird et al. (28) utilizaron el cubo de entrega-interactividad de la realización para conceptualizar cómo los aumentos en la presencia y la interactividad en la realidad virtual podrían afectar la experiencia del ejercicio. Los resultados mostraron que la VR interactiva aumenta la valencia afectiva durante el ejercicio y el placer recordado del ejercicio en comparación con los equivalentes menos interactivos. Tales factores psicosociales son predictivos para participar en la actividad física y el ejercicio (39, 40) y la naturaleza conveniente y accesible de la realidad virtual ofrece oportunidades para una divertida interacción social a través de funciones y competiciones multijugador sin necesidad de abandonar la casa. La realidad virtual podría, por lo tanto, mejorar la capacidad de una persona para alcanzar las pautas de actividad física y lograr los beneficios relacionados para los resultados físicos y psicológicos (41–44). En las poblaciones clínicas, se han informado mayores mejoras en la función y la calidad de vida en las personas que viven con afecciones neurológicas en comparación con los enfoques convencionales (45, 46). Sin embargo, algunos participantes pueden preferir el ejercicio convencional para una mayor interacción social y la efectividad puede depender de la aceptación de la tecnología del usuario (46).
A pesar de los posibles beneficios del ejercicio de gamificación y el potencial beneficio adicional para la tasa de trabajo elegida, los investigadores a menudo han controlado artificialmente la carga de trabajo de ejercicio de los participantes o compararon VR inmersivos con un ejercicio equivalente no inmersivo o semi-inmersivo. Ningún trabajo en individuos sanos o poblaciones clínicas ha utilizado ejercicios de realidad virtual inmersivo y un equivalente 2D muy coincidente mientras captura las medidas estándar de oro de la carga de trabajo física y permite que los participantes la autonomía haga ejercicio a una intensidad elegida. Por lo tanto, este estudio tiene como objetivo utilizar un dispositivo y una aplicación disponibles comercialmente para investigar los efectos fisiológicos y psicológicos agudos de un entrenamiento de realidad virtual inmersivo en comparación con un entrenamiento basado en la pantalla donde se combinan los estímulos visuales y auditivos. Esto se logrará mediante la toma de medidas de carga de trabajo fisiológica (frecuencia cardíaca, recursos humanos, consumo de oxígeno), percepciones de esfuerzo, disfrute y afecto, así como la aceptabilidad, la viabilidad y la tolerabilidad de usar la realidad virtual para el ejercicio.
Los participantes completaron VO2 Pruebas máximas y participado en el mismo entrenamiento de boxeo tanto en una configuración de realidad virtual interactiva e inmersiva o con los mismos estímulos exactos que aparecen en una gran pantalla 2D. Presumimos que en la condición inmersiva de ‘VR’ los participantes elegirán hacer ejercicio a una intensidad más alta y esto producirá una mayor respuesta fisiológica a través de frecuencias cardíacas más altas y VO.2 En todo el entrenamiento en comparación con la condición de ‘pantalla’. Esto se vinculará con una menor cantidad de esfuerzo percibida, medido a través de RPE. También planteamos la hipótesis de que los participantes disfrutarían más del ejercicio de realidad virtual inmersiva e informarían puntajes más altos en la escala de disfrute de la actividad física en la dimensión del afecto positivo de la escala de afectación de la actividad física (47).
Método
Participantes
Realizamos un cálculo de tamaño de muestra usando G*Power (3.1.9.7) en función de los tamaños de efecto RPE de Zeng et al. (34) quienes reclutaron a la misma población estudiantil y se midieron dentro de las diferencias de las materias en RPE entre la realidad virtual inmersiva, la VR semi-inmersiva basada en la pantalla y una condición de ciclismo tradicional (DZ = 0.85). Utilizando una prueba T de pares coincidentes para representar la hipótesis entre las diferencias de condición, un α de 0.05 y una potencia de 0.95 (seleccionada para problemas históricos con baja potencia en este campo), calculamos un tamaño de muestra requerido de 17. Una muestra de conveniencia de 17 personas sanas de la población estudiantil respondió en anuncios del campus y se ofrecieron voluntarios para tomar (edad = 24.2 ± 4.6 años; altura = 168.21 ± 10. 69.62 ± 14.43 kg;2). Se requirió que los participantes fueran novatos de la realidad virtual y las personas que entrenaron menos de 5 días/semana, se excluyeron aquellos que informaron limitaciones al esfuerzo físico y la capacidad de ejercicio, como afecciones médicas (p. Ej., EPOC, ECV) o cualquier historial de enfermedad metabólica o respiratoria. La participación fue completamente voluntaria sin incentivos financieros. Este estudio fue aprobado por el Comité de Ética de Investigación Local (MRPP-22/23/3691) y todos los participantes dieron su consentimiento informado.
Materiales y estímulos
El ejercicio VR inmersivo se realizó utilizando FITXR ™ en un auricular Meta Quest 2 VR con dos controladores de mano. Se adjuntó un monitor de recursos humanos con tapón polar (Polar H10) con contacto con el esternón del participante. VO2 se midió utilizando un sistema de carro metabólico telemétrico calibrado (Metamax 3B), unido a una máscara oronasal que los participantes usaron en toda la actividad (Fig. 1). Antes del uso de los auriculares, los participantes recibieron instrucciones verbales para el uso del controlador y la navegación del entorno virtual y físico de manera segura. Luego se les exigió a los participantes que navegaran por los menús para mostrar competencia en el uso de los auriculares y la aplicación. Una vez en la aplicación, los participantes de la aplicación navegaron a un entrenamiento de boxeo de dificultad intermedia llamado ‘empacar un montón’ con el entrenador personal Dillon que suministra la voz en off de instrucción. El entrenamiento de boxeo consiste en orbes volando hacia los participantes con una luz blanca que brilla desde un lado para indicar el tipo de golpe requerido. Cada entrenamiento también incorpora patos, tejidos y bloques. La duración de la actividad fue de 12 minutos 25 segundos. La música y un entrenador alentaron y guiaron verbalmente a los usuarios a través de cuatro rondas consecutivas que son la opción predeterminada en el juego (calentamiento, defensa y contador, acondicionamiento y lucha; ver; Fig. 2). El elemento redondo de cuatro permite observar respuestas a diferentes intensidades de estímulos de ejercicio. FITXR ™ permite a los usuarios seleccionar una ubicación, todos los participantes realizaron este entrenamiento en la configuración ‘Rooftop’. Para el equivalente basado en la pantalla, creamos un estímulos 2D basados en pantalla mediante la grabación de la pantalla del mismo entrenamiento desde los auriculares, lo que significa que los dos entrenamientos fueron …
